KR101962011B1 - 마이크로 패치 클램프 시스템 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 속이 빈 마이크로 탐침과 마이크로 플레이트를 포함하는 마이크로 패치 클램프 시스템 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 마이크로 탐침 및 마이크로 플레이트는 유리 기판 상에 투명한 물질로 형성되어 전기적 측정과 동시에 광학적 측정이 가능하다. 속이 빈 마이크로 탐침은 유리 기판을 관통하는 구멍과 연결되어 측정 물질에서 유체를 추출하거나, 측정 물질로 유체를 주입하는 것이 가능하다. 또한 열-재용융 공정과 자기정렬 식각 공정을 통하여 포토리소그래피 공정을 대폭 감소시켜 간단한 공정으로 마이크로 패치 클램프 시스템을 제조할 수 있다.

Description

마이크로 패치 클램프 시스템 및 그의 제조 방법{Micro-patchclamp System and Method of fabricating thereof}
본 발명은 마이크로 패치 클램프 시스템 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 속이 빈 마이크로 탐침 및 마이크로 플레이트 구조를 포함하는 마이크로 패치 클램프 시스템과, 열-재용융(Thermal-reflow) 및 자기정렬 공정을 포함하는 마이크로 패치 클램프의 제조 방법에 관한 것이다.
외부 자극에 대한 살아있는 세포의 반응을 전기적으로 측정하는 것은 약물 개발과 질병 연구의 기본적인 방법 중 하나이다. 살아있는 세포의 반응을 전기적으로 측정하기 위한 하나의 방법으로 패치 클램프가 사용된다. Whole-cell 패치 클램프 방법은 마이크로 사이즈의 미세 관을 세포 내에 삽입하는 방식으로 세포 내 막 전위(intracellular membrane potential)를 측정할 수 있다.
초기의 패치 클램프 방법은 유리로 만들어진 미세 관을 사람이 직접 세포에 흡착하는 것으로 숙련된 기술과 정교한 장비를 필요로 했다. 또한 작업에 많은 시간이 소모되어, 하나의 세포 또는 매우 적은 수의 세포들에만 적용될 수 있었다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 세포를 다채널을 통해 주입하고, 포획하는 등 다양한 구조의 패치-온-칩(patch-on-chip)이 연구되고 있다. 그러나 대부분의 패치-온-칩 구조는 전극과 세포의 거리가 멀어 민감하고 정확한 세포의 반응을 측정하기 어렵다는 단점이 있다.
살아 있는 세포가 강한 전기장에 노출되면, 순간적으로 세포막에 천공이 형성되어 세포 내부와 외부의 물질에 대한 투과성을 갖게 된다. 전기 천공법(electroporation)을 이용하여 세포의 트랜스펙션(transfection), 형질 전환(transformation) 등이 연구되고 있다. 그러나 기존의 큐벳(cuvette)을 사용하는 방식은 세포 전체에 강한 전기장을 가하여 세포의 사멸 위험이 높다. J.Held et al.은 마이크로 사이즈의 니들에 전극을 형성하고, 전극에 펄스를 가하여 국소화된 전기장을 발생시켜 세포막에 천공을 발생시키는 방법을 개시하였다(MEMS 2008 Conference, AZ, USA, Jan. 13-17, pp. 268-271, 2008.). 또한 이어지는 연구에서 속이 빈 마이크로 사이즈의 니들에 전극을 형성하는 방법을 개시하였다(IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) · March 2009.). 그러나 실리콘 기판 상에 니들을 형성하여 전기적 측정과 동시에 광학적 측정이 불가능하며, 실리콘 니들의 크기가 작을수록, 에칭을 위한 패턴의 정렬(aligning)이 어렵다는 문제가 존재한다.
본 발명이 이루고자 하는 제 1기술적 과제는 속이 빈 마이크로 탐침 및 마이크로 플레이트를 포함하는 마이크로 패치 클램프 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 제 2기술적 과제는 열-재용융 및 자기정렬 공정을 포함하는 마이크로 패치 클램프 시스템의 제조 방법을 제공하는 것이다..
상술한 제 1기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 실리콘 기판과 상기 실리콘 기판 사이의 이격 공간에 형성된 유리 기판을 가지는 측정 기판, 상기 유리막에 형성된 관통 구멍과 연결된 속이 빈 마이크로 탐침, 상기 마이크로 탐침 내에 형성되어 상기 마이크로 탐침의 첨단부에서 일부 노출되는 제1 전극, 상기 마이크로 탐침을 중심으로 형성되고, 측정대상물을 수용하기 위한 마이크로 플레이트 및 상기 마이크로 플레이트 상에 형성되고 측정 대상물과 전기적으로 연결되기 위한 제2 전극을 포함하는 마이크로 패치 클램프 시스템을 제공한다.
상기 관통 구멍과 연결된 속이 빈 상기 마이크로 탐침은 첨단부가 열려있어 상기 측정 기판의 상부와 하부에 유체가 도통할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로 탐침과 상기 마이크로 플레이트가 이루는 쌍은 상기 유리 기판 상에 복수 개 배치되고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각의 마이크로 탐침과 마이크로 플레이트의 쌍이 독립적 어드레싱이 가능하도록 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.
상기 유리 기판, 상기 마이크로 탐침, 상기 마이크로 플레이트는 빛을 투과하는 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로 패치 클램프 시스템은 상기 측정 기판의 상부와 하부에 유체 채널을 더 갖는 것을 특징으로 한다.
상술한 제 2기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 실리콘 기판과 상기 실리콘 기판 사이의 이격 공간에 실리콘 원기둥을 포함하는 유리 기판을 포함하는 측정기판을 형성하는 제1 단계, 상기 유리 기판과 상기 실리콘 원기둥을 순차적으로 식각하여 실리콘 탐침을 형성하는 제2 단계, 상기 실리콘 탐침 상에 제1 전극 및 절연막을 적층하여 마이크로 탐침을 형성하는 제3 단계, 자기정렬 식각을 이용하여 상기 마이크로 탐침의 첨단부를 제거하고 상기 실리콘 탐침을 노출하는 제4 단계, 상기 절연막 상에 제2 전극 및 마이크로 플레이트를 형성하는 제5 단계 및 상기 실리콘 탐침을 제거하여 속이 빈 마이크로 탐침을 형성하는 제6 단계를 포함하는 마이크로 패치 클램프 시스템의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 단계는 상기 실리콘 기판을 식각하여 상기 실리콘 원기둥을 포함하는 오목부를 형성하는 단계, 상기 실리콘 기판에 유리 웨이퍼를 양극접합(anodic bonding)하여 접합 웨이퍼를 형성하는 단계, 열-재용융 공정(thermal-reflow)을 통해 상기 오목부에 상기 실리콘 원기둥을 포함하는 유리 기판을 형성하는 단계 및 상기 실리콘 기판의 윗면과 상기 유리 기판의 아랫면이 노출되도록 상기 측정 기판을 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 단계는 상기 측정 기판 상에 절연물질 마스크 패턴을 형성하는 단계, 심도 반응성 이온 식각공정(Deep Reactive Ion Etching)을 통해 유리 기판을 선택적으로 식각하는 단계 및 상기 유리 기판으로부터 노출된 상기 실리콘 원기둥을 반응성 이온 식각공정(Reactive Ion Etching)을 통해 상기 실리콘 탐침으로 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제5 단계는 상기 절연막 상에 제1 감광제막을 적층하는 단계, 상기 제1 감광제막 상에 제2 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 감광제막 및 제2 전극 상에 제2 감광제막을 적층하는 단계 및 자기정렬 식각을 이용하여 마이크로 플레이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로 패치 클램프 시스템의 제조 방법은 상기 측정 기판의 상부와 하부에 미세 유체 채널을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 속이 빈 마이크로 탐침 및 마이크로 플레이트 구조를 포함하는 마이크로 패치 클램프 시스템을 제공함으로써 세포 및 입자와 같은 측정 대상을 정확하고 민감하게 전기적으로 측정 가능하다.
본 발명의 마이크로 패치 클램프 시스템은 측정 영역인 유리 기판, 마이크로 탐침 및 마이크로 플레이트가 투명한 물질로 구성되어 있어 전기적 측정과 동시에 광학적 측정이 가능하다.
속이 빈 마이크로 탐침은 전압 펄스를 가하여 세포막에 천공을 형성할 수 있으며, 관통 구조를 가져 실리콘 기판 하단부에 형성된 미세 유체 채널을 통하여 세포질(cytoplasm)의 추출 또는 시약(reagent)의 주입이 용이하다.
마이크로 플레이트 구조가 일체화되어 세포나 입자의 포집과 측정이 용이하다.
각각의 속이 빈 마이크로 탐침에 독립적으로 어드레싱이 가능한 전극을 형성하여 어레이(array)로 구현할 수 있다.
본 발명의 마이크로 탐침의 첨단부를 노출시키기 위한 자기정렬 식각 공정은 별도의 패터닝을 위한 정렬(aligning) 단계를 요하지 않는다.
마이크로 플레이트 구조의 넓이와 깊이가 쉽게 조절되어, 간단하고 저렴하게 마이크로 플레이트 구조를 갖는 마이크로 패치 클램프를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 패치 클램프 시스템을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 실리콘 탐침을 형성하는 단계를 순차적으로 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 실리콘 탐침의 주사형 전자 현미경(SEM) 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로 탐침의 첨단부를 제거하고 실리콘 탐침을 노출시키는 단계를 순차적으로 도시한 모식도이다.
도 5는 자기정렬 식각 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 자기정렬 식각으로 절연막이 제거된 마이크로 탐침의 주사형 전자 현미경(SEM) 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로 플레이트 및 속이 빈 마이크로 탐침을 형성하는 단계를 순차적으로 도시한 모식도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 패치 클램프 시스템을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 측정 기판(100)은 실리콘 기판(101)과, 실리콘 기판(101) 사이의 이격 공간에 형성된 유리 기판(103)을 포함한다.
상기 유리 기판(103)에는 관통 구멍(105)이 형성되어 있고, 관통 구멍(105) 상에는 속이 빈 마이크로 탐침(110)이 형성되어 있다. 속이 빈 마이크로 탐침(110)의 내부와 관통 구멍(105)은 서로 연결되어 있고, 마이크로 탐침(100)의 첨단부가 열려 있어 측정기판(100)의 상부와 하부는 유체가 도통할 수 있다.
제1 전극(111)은 마이크로 탐침(110)의 내부에 형성되어 열린 첨단부를 통해 일부 노출된다. 제1 전극(111)은 패터닝을 통하여 형성될 수 있으며, 개개의 마이크로 탐침(110)에 연결되어 독립적 어드레싱이 가능하다. 따라서 개별 마이크로 탐침(110)에서 전기적 신호를 인가하거나 측정하는 것이 가능하다.
마이크로 탐침(110)의 주변에 측정 대상물을 수용하기 위한 마이크로 플레이트(120)가 형성된다. 마이크로 플레이트(120)는 마이크로 탐침(110)을 중심으로 오목부를 형성하여 측정 대상물을 마이크로 탐침(110) 가까이 포집하여 측정을 용이하게 한다.
마이크로 플레이트(120) 상에 제2 전극(123)이 형성된다. 제2 전극(123)은 측정 대상물 가까이 위치하여 보다 민감하고 정확한 전류의 측정을 가능하게 한다.
상기 측정기판(100)에 상부 유체 채널(130(a)) 및 하부 유체 채널(130(b))를 형성할 수 있다. 유체 채널(130)은 유리, 플라스틱 및 PDMS와 같이 투명한 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상부 유체 채널(130(a))는 윗면이 열린 우물 구조(well)로 형성될 수 있다. 하부 유체 채널(130(b))의 밑면은 광학적 관측에 편리하도록 유리로 형성되는 것이 바람직하다.
속이 빈 마이크로 탐침(110)과 관통 구멍(105)이 연결되어 측정 기판(100)의 상부와 하부에 유체가 도통할 수 있다. 따라서, 하부 유체 채널(130(b))을 통해 시료를 주입하거나, 압력을 가감하여 측정 대상을 마이크로 탐침(110)과 분리하거나 내용물을 추출하는 것이 가능하다.
마이크로 패치 클램프 시스템을 구성하는 유리 기판(103), 마이크로 탐침(110), 마이크로 플레이트(120) 및 유체 채널(130)은 투명한 물질로 형성될 수 있다. 이는 측정 대상의 전기적 측정과 동시에 광학적 측정을 가능하게 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 실리콘 탐침을 형성하는 단계를 순차적으로 도시한 모식도이다.
도 2를 참조하면, (a) 실리콘 기판(200) 상에 절연 물질(203)을 패터닝한다. 상기 절연 물질(203)은 SiO2일 수 있다. 절연 물질(203)을 마스크로 삼아 실리콘을 식각하여 실리콘 원기둥(201)을 형성한다. 이 때 실리콘 기판(200)은 심도 반응성 식각(DRIE, Deep Reactive Ion Etching)을 통하여 식각하는 것이 바람직하다.
(b) 실리콘 기판(200) 상에 유리 웨이퍼(210)를 양극 접합(anodic bonding)한다.
(c) 접합한 웨이퍼를 열-재용융 공정(Thermal-reflow)를 사용하여 실리콘 원기둥(201) 주변의 오목부에 유리를 주입한다.
(d) 화학적 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 공정을 통하여 실리콘 기판(200)의 상부와 하부를 연마한다. 실리콘 기판(200) 상부 면의 용융된 유리 웨이퍼(210)가 제거되어 실리콘 원기둥(201)의 상부 면이 노출된다. 실리콘 기판(200)의 하부 면이 제거되어 주입된 유리가 형성하는 유리 기판(211)의 하부 면이 노출된다.
(e) 패터닝 된 절연 물질(205)을 마스크로 사용하여 유리 기판(211)을 일정 깊이까지 식각한다. 이 때 유리 기판(211)은 심도 반응성 식각(DRIE, Deep Reactive Ion Etching)을 통하여 식각하는 것이 바람직하다. 유리 기판(211)이 식각되어 실리콘 원기둥(201)의 상부가 노출된다.
(f) 노출된 실리콘 원기둥(201)의 상부를 식각하여 원뿔형의 실리콘 탐침(207)을 형성한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 실리콘 탐침의 주사형 전자 현미경(SEM) 사진이다.
실리콘 탐침은 측정 대상물에 따라 그 넓이와 높이가 조절될 수 있다. 상술한 (a) 단계 및 (e) 단계에서 절연 물질의 패턴에 따라 실리콘 탐침의 넓이와 복수 개 실리콘 탐침의 배열을 결정할 수 있다. 또한 (e) 단계에서 식각 조건을 조절하여 실리콘 탐침의 높이를 결정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로 탐침의 첨단부를 제거하고 실리콘 탐침을 노출시키는 단계를 순차적으로 도시한 모식도이다.
(g) 측정 기판(300) 및 실리콘 탐침(303) 상에 제1 전극(321) 및 절연막(323)을 형성한다. 제1 전극(321)은 패터닝을 통하여 각 실리콘 탐침(303)을 독립적으로 전기적 어드레싱이 가능하도록 형성될 수 있다. 절연막(323)은 제1 전극(321)을 물리 화학적 데미지로부터 보호하고, 측정 대상물이 아닌 다른 영역에서 생기는 전기적 잡음을 차단한다. 절연막(323)은 투명한 물질로, 바람직하게는 실리콘 산화물일 수 있다.
(h) 자기정렬 식각 공정을 통해 순차적으로 실리콘 탐침(303)의 첨단부의 절연막(323)을 식각하고, 노출된 제1 전극(321)을 식각한다. 절연막(323)을 식각하는 시간에 비례하여 제1 전극(321)이 노출되는 면적이 넓어지고, 제1 전극(321)을 식각하는 시간에 비례하여 실리콘 탐침(303)이 노출되는 면적이 넓어지고, 제1 전극(321)이 노출되는 면적이 작아진다. 실리콘 탐침(303)이 노출되는 면적은 마이크로 탐침의 개구부의 크기를 결정한다.
도 5는 자기정렬 식각 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
일반적인 식각 공정의 경우 마이크로 탐침의 첨단부와 같이 작은 영역을 식각하기 위해서는 매우 정밀한 패터닝 공정을 요구한다. 패턴이 작을수록 정렬(aligning)이 어렵고, 정렬 과정 중에 입체적인 마이크로 탐침 구조가 손상될 수도 있다.
그러나 본 발명에서 제안하는 자기정렬 식각 공정은 입체적인 탐침 구조에 의하여 패터닝 없이 작은 영역을 간단하게 식각할 수 있다. 감광제 막(45)이 탐침(41) 구조 상에 적층될 때 탐침의 입체적 구조로 인해 첨단부에 가까울수록 더 얇게 적층된다. 따라서 탐침(41)의 주변부 보다 먼저 첨단부가 식각되는 것을 이용하여 패터닝 없이도 탐침(41)의 첨단부를 중심으로 작은 영역을 식각 가능하다.
또한 종래의 식각 공정이 식각 영역을 조절하기 위해 크기가 다른 마스크 패턴을 요했던 것에 비해 본 발명의 자기정렬 식각 공정은 식각 시간을 조절함으로써 간단하게 식각 영역의 조절이 가능하다. 따라서 측정 대상에 따라 용이하게 제1 전극의 노출 면적, 마이크로 탐침의 개구부 크기 및 마이크로 플레이트의 크기를 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 자기정렬 식각으로 절연막이 제거된 마이크로 탐침의 주사형 전자 현미경(SEM) 사진이다.
절연막(45)이 제거된 마이크로 탐침의 첨단부에 제1 전극(43)이 노출되어 있다. 지름 5um 이하의 매우 작은 영역이 첨단부를 중심으로 정확하게 정렬되어 식각된 것을 확인할 수 있다. 상술한 바와 같이 식각 시간을 조절하여 제1 전극(43)이 노출되는 넓이를 조절할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 마이크로 플레이트 및 속이 빈 마이크로 탐침을 형성하는 단계를 순차적으로 도시한 모식도이다.
(i) 절연막(513) 상에 제1 감광제막(521)을 도포한다. 제1 감광제막(521)은 스핀 코팅을 통해 도포할 수 있다. 스핀 속도를 조절하여 제1 감광제막(521)의 두께를 조절할 수 있다. 제1 감광제막(521)의 두께에 의해 마이크로 플레이트(520)의 깊이가 결정되므로 두껍게 도포하는 것이 바람직하다. 제1 감광제막(521) 상에 제2 전극(523)이 형성된다.
(j) 제1 감광제막(521) 및 제2 전극(523) 상에 제2 감광제막(525)이 도포된다.
(k) 자기정렬 식각 공정을 통해 제2 감광제막(525)와 제2 전극(523)을 차례로 식각한다. 추가적인 포토리소그래피 공정 없이 제2 전극(523)이 마이크로 플레이트(520)의 바깥쪽에 위치하도록 형성할 수 있다.
(l) 남아있는 제2 감광제막(525)과 제2 전극(523)으로부터 노출되어 있는 제1 감광제막(521)을 제거한다. 제1 감광제막(521)이 제거되며 만드는 오목부가 마이크로 플레이트(520)을 형성한다. 제1 감광제막(521)과 제2 감광제막(525)은 PR 애싱(ashing)을 통해 제거할 수 있다. 애싱 시간을 조절하여 다양한 크기의 마이크로 플레이트의 크기와 깊이를 조절할 수 있다.
(m) 마이크로 탐침(510) 내의 실리콘 탐침(503)을 제거하여 속이 빈 마이크로 탐침(510)과 마이크로 플레이트(520)를 갖는 마이크로 패치 클램프 시스템을 제조한다.
상술한 제조 방법을 통해 마이크로 플레이트와 속이 빈 마이크로 탐침 구조를 함께 형성할 수 있다. 따라서 별도로 마이크로 플레이트를 제작, 설치하기 위한 비용과 노력을 절감할 수 있다.
100 : 측정 기판 101 : 실리콘 기판
103 : 유리 기판 105 : 관통 구멍
110 : 마이크로 탐침 111 : 제1 전극
120 : 마이크로 플레이트 123 : 제2 전극
130 : 유체 채널
200 : 실리콘 기판 201 : 실리콘 원기둥
203 : 절연물질 205 : 절연물질
207 : 실리콘 탐침 210 : 유리 웨이퍼
211 : 유리 기판
300 : 측정 기판 303 : 실리콘 탐침
321 : 제1 전극 323 : 절연막
41 : 탐침 43 : 제1 전극
45 : 절연막
503 : 실리콘 탐침 510 : 마이크로 탐침
513 : 절연막 520 : 마이크로 플레이트
521 : 제1 감광제막 523 : 제2 전극
525 : 제2 감광제막

Claims (10)

  1. 실리콘 기판과 상기 실리콘 기판 사이의 이격 공간에 형성된 유리 기판을 가지는 측정 기판;
    상기 유리 기판에 형성된 관통 구멍과 연결된 속이 빈 마이크로 탐침;
    상기 마이크로 탐침 내에 형성되어 상기 마이크로 탐침의 첨단부에서 일부 노출되는 제1 전극;
    상기 마이크로 탐침을 중심으로 형성되고, 측정대상물을 수용하기 위한 마이크로 플레이트; 및
    상기 마이크로 플레이트 상에 형성되고 측정 대상물과 전기적으로 연결되기 위한 제2 전극을 포함하며,
    상기 유리 기판, 상기 마이크로 탐침, 상기 마이크로 플레이트는 빛을 투과하는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 마이크로 패치 클램프 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관통 구멍과 연결된 속이 빈 상기 마이크로 탐침은 개구부가 형성되어 상기 측정 기판의 상부와 하부에 유체가 도통할 수 있는 것을 특징으로 하는 마이크로 패치 클램프 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 탐침과 상기 마이크로 플레이트가 이루는 쌍은 상기 유리 기판 상에 복수 개 배치되고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각의 마이크로 탐침과 마이크로 플레이트의 쌍이 독립적 어드레싱이 가능하도록 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 마이크로 패치 클램프 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정 기판의 상부와 하부에 유체 채널을 더 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 패치 클램프 시스템.
  6. 실리콘 기판과 상기 실리콘 기판 사이의 이격 공간에 실리콘 원기둥을 포함하는 유리 기판을 포함하는 측정기판을 형성하는 제1 단계;
    상기 유리 기판과 상기 실리콘 원기둥을 순차적으로 식각하여 실리콘 탐침을 형성하는 제2 단계;
    상기 실리콘 탐침 상에 제1 전극 및 절연막을 적층하여 마이크로 탐침을 형성하는 제3 단계;
    자기정렬 식각을 이용하여 상기 마이크로 탐침의 첨단부를 제거하고 상기 실리콘 탐침을 노출하는 제4 단계;
    상기 절연막 상에 제2 전극 및 마이크로 플레이트를 형성하는 제5 단계; 및
    상기 실리콘 탐침을 제거하여 속이 빈 마이크로 탐침을 형성하는 제6 단계를 포함하는 마이크로 패치 클램프 시스템의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 단계는 상기 실리콘 기판을 식각하여 상기 실리콘 원기둥을 포함하는 오목부를 형성하는 단계;
    상기 실리콘 기판에 유리 웨이퍼를 양극접합(anodic bonding)하여 접합 웨이퍼를 형성하는 단계;
    열-재용융 공정(thermal-reflow)을 통해 상기 오목부에 상기 실리콘 원기둥을 포함하는 유리 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 실리콘 기판의 윗면과 상기 유리 기판의 아랫면이 노출되도록 상기 측정 기판을 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 패치 클램프 시스템의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 단계는 상기 측정 기판 상에 절연물질 마스크 패턴을 형성하는 단계;
    심도 반응성 이온 식각공정(Deep Reactive Ion Etching)을 통해 유리 기판을 선택적으로 식각하는 단계; 및
    상기 유리 기판으로부터 노출된 상기 실리콘 원기둥을 반응성 이온 식각공정(Reactive Ion Etching)을 통해 상기 실리콘 탐침으로 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 패치 클램프 시스템의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제5 단계는 상기 절연막 상에 제1 감광제막을 적층하는 단계;
    상기 제1 감광제막 상에 제2 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 감광제막 및 제2 전극 상에 제2 감광제막을 적층하는 단계; 및
    자기정렬 식각을 이용하여 마이크로 플레이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 패치 클램프 시스템의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 측정 기판의 상부와 하부에 미세 유체 채널을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 패치 클램프 시스템의 제조 방법.
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